JP4981810B2 - 切削インサートおよびこれを用いる切削工具、並びに切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属材料等の切削加工に使用する切削工具に装着される切削インサートおよびこれを用いる切削工具、並びに切削方法に関する。

一般に、金属材料等の切削加工に使用する切削工具として、切刃を有する切削インサートを装着したものがある。例えば特許文献１には、所定の切削インサートと、この切削インサートを装着した切削工具（具体的には、エンドミル）とが記載されている。

図１２（ａ）は、特許文献１に記載されているような従来の切削工具を示す側面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の切削工具に装着される従来の切削インサートを示す拡大側面図である。図１２（ａ）に示すように、エンドミルである切削工具１００は、切刃を有する切削インサート１０１と、この切削インサート１０１を取り付けるための切削インサートポケット１１０が先端部に設けられたホルダ１１１とで構成されている。そして、ホルダ１１１を該ホルダ１１１の軸心１１２を中心に回転させて、切削インサート１０１にて切削加工を行う。

ここで、切削インサート１０１は、図１２（ｂ）に示すように、上面１０２と側面１０３との稜線に切刃を有し、該切刃は、高位コーナ切刃１０４と、該高位コーナ切刃１０４より切削インサート１０１の厚み方向において低位である低位コーナ部１０６とを備えている。
しかしながら、このような構成の切削インサート１０１は、切削加工時において切削抵抗が大きく、切削性能が低いという問題がある。
特開２００４−１４８４２４号公報

本発明の課題は、切削抵抗が小さく、切削性能に優れる切削インサートおよびこれを用いる切削工具、並びに切削方法を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の切削インサートは、上面と側面との稜線に形成された切刃を備えており、前記側面は、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する複数の溝部を備えており、各溝部内における逃げ角が、前記切刃の一端から他端に向けて大きくなるように形成されていることを特徴とする。

本発明の他の切削インサートは、上面と複数の側面とを有するインサート本体と、前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、前記稜線の一端に位置する高位部と、該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する複数の溝部が形成されており、前記複数の溝部は、最も高位部側に形成されている溝部内部の逃げ角よりも、最も低位部側に形成されている溝部内部の逃げ角が大きいことを特徴とする。

本発明のさらに他の切削インサートは、上面と複数の側面とを有するインサート本体と、前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、前記稜線の一端に位置する高位部と、該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、前記低位部側と略同一高さの第２平坦切刃と、前記第１平坦切刃と第２平坦切刃との間に位置して前記高位部から前記低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃と、を備え、前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する複数の溝部が形成されていると共に、前記側面は、前記第１平坦切刃とつながる第１逃げ面と、前記傾斜切刃とつながる第２逃げ面と、前記第２平坦切刃とつながる第３逃げ面とを備えており、前記第１逃げ面に形成された溝部内部の逃げ角をａ、前記第２逃げ面に形成された溝部内部の逃げ角をｂ、前記第３逃げ面に形成された溝部内部の逃げ角をｃとしたとき、前記ａ，ｂおよびｃがａ＜ｂ＜ｃの関係を満足することを特徴とする。

本発明によれば、前記側面には、該側面から上面に亘り切刃を分断する複数の溝部が形成されている。したがって、この溝部を形成した切削インサートを用いて切削加工を行うと、前記溝部に対応する位置の被削材は切削されないので、この切削しない分だけ切削抵抗を低減することができる。

しかも、本発明の切削インサートでは、各溝部内における逃げ角が前記切刃の一端から他端に向けて大きくなるように形成されている。本発明の他の切削インサートでは、前記複数の溝部は、最も高位部側に形成されている溝部内部の逃げ角よりも、最も低位部側に形成されている溝部内部の逃げ角が大きい。本発明のさらに他の切削インサートでは、前記側面は、前記第１平坦切刃とつながる第１逃げ面と、前記傾斜切刃とつながる第２逃げ面と、前記第２平坦切刃とつながる第３逃げ面とを備え、前記第１逃げ面に形成された溝部内部の逃げ角をａ、第２逃げ面に形成された溝部内部の逃げ角をｂ、第３逃げ面に形成された溝部内部の逃げ角をｃとしたとき、前記ａ，ｂおよびｃがａ＜ｂ＜ｃの関係を満足する。

いずれの切削インサートであっても、各溝部内部における逃げ角が上記のように構成されているので、常に切削加工に使用される切刃の一端および高位部付近の減肉による強度低下を抑制しつつ、切削加工時において、被削材の削り残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制することができる。

すなわち、一般にアキシャルレーキ（軸方向すくい角）が付された（スローアウェイ）エンドミル等の切削工具では、ラジアルレーキ（半径方向すくい角）は切刃全域に亘り刻々と変化している。このうち、切刃が全域に亘り、正角と負角とが混在するような位置に切削インサートを取り付けた場合は、切削インサート単体におけるラジアルレーキが正角領域に存在する部分の切刃の逃げ角を、ラジアルレーキが負角の場合に存在するときの逃げ角よりも大きくする必要がある。側面に形成される前記複数の溝部内部の逃げ角が、全て同じ逃げ角で構成されていると、切削加工時において被削材の切残し部分が溝部と干渉して振動が発生する。この振動が発生すると、切刃の欠損や、切削加工性が低下する。

本発明の切削インサートによれば、該切削インサートを、工具ホルダの先端から離れるにつれてアキシャルレーキを有するように工具ホルダに取り付けられている。また、前記切削インサートの複数の溝部のうち、前記工具ホルダの先端側に位置する溝部を第１の溝部（ラジアルレーキ負角側）とし、該第１の溝部よりも後端側に位置する溝部を第２の溝部（ラジアルレーキ正角側）としたとき、前記第２の溝部内における逃げ角が、前記第１の溝部内における逃げ角よりも大きくなる。これにより、上記干渉を抑制することができる。したがって、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制しつつ切削抵抗を低減することができ、優れた切削性能を示すことができる。

本発明の他の切削インサートによれば、前記複数の溝部を、最も高位部側に形成されている溝部内部の逃げ角（ラジアルレーキ負角側）よりも、最も低位部側に形成されている溝部内部の逃げ角（ラジアルレーキ正角側）を大きくするので、上記干渉を抑制することができる。したがって、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制しつつ切削抵抗を低減することができ、優れた切削性能を示すことができる。

本発明のさらに他の切削インサートにおいても、各溝部内部における逃げ角ａ，ｂおよびｃがａ＜ｂ＜ｃの関係を満足するので、切削加工時において、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制することができる。したがって、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制しつつ切削抵抗を低減することができ、優れた切削性能を示すことができる。

特に、本発明のさらに他の切削インサートによれば、切刃が、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃を備えているので、常に切削加工に使用される高位部の強度を保持することができる。また、前記低位部側と略同一高さの第２平坦切刃を備えるので、切削性をより向上させることができる。

しかも、前記切刃は、高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃を備えているので、切削インサート自体にアキシャルレーキが付与されることになり、工具ホルダへの切削インサート取付時に、工具ホルダを減肉してアキシャルレーキを大きく取らなくても、切削性を向上させ切削抵抗の低減を図ることができる。さらに、前記理由から、工具ホルダへの切削インサート取付時のアキシャルレーキを最小限にすることができるので、切削インサートの底面下に位置する工具ホルダの厚みを確保することができ、工具ホルダの剛性を保つことができる。

本発明の一実施形態にかかる切削インサートを示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる切削インサートを示す平面図である。 本発明の一実施形態にかかる切削インサートを示す側面図である。 （ａ）は、図２のI−I線の破断面を示す図であり、（ｂ）は、図２のII−II線の破断面を示す図であり、（ｃ）は、図２のIII−III線の破断面を示す図である。 本発明の他の実施形態にかかる切削インサートを示す平面図である。 本発明の他の実施形態にかかる切削インサートを示す側面図である。 本発明のさらに他の実施形態にかかる切削インサートを示す側面図である。 本発明の一実施形態にかかる切削工具を示す斜視図である。 図８におけるホルダの先端付近を示す部分拡大側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態にかかる切削方法を示す工程図である。 本発明にかかる溝部の他の例を示す部分拡大側面図である。 （ａ）は、従来の切削工具を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の切削工具に装着される従来の切削インサートを示す拡大側面図である。

＜切削インサート＞
以下、本発明の切削インサートの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、本実施形態にかかる切削インサート（以下、インサートと略す。）１は、上面視で略平行四辺形のインサート本体を有し、着座面をなす底面２と、すくい面を有する上面３と、逃げ面を有する側面４とを備えている。さらに、上面３と側面４との稜線のうち前記インサート本体の角部に位置するコーナ部５（５ａ，５ｂ）と、前記稜線のうち２つのコーナ部５，５の間（すなわち前記稜線の両端間）に位置し、前記２つのコーナ部５，５とつながる切刃６とを備えている。

上面３が有する前記すくい面とは、上面３のうち生成した切り屑が擦過する面のことを意味する。上面３の中央部には、底面２まで貫通した貫通穴５０が形成されている。この貫通穴５０は、インサート１を後述する図８，図９に示す工具ホルダ（以下、ホルダと略す。）６０に固定するためのものである。インサート１は、該貫通穴５０の中心軸に対して１８０度回転対称な形状であり、これにより使用している一方の切刃が摩耗した際には、インサート１を１８０度回転させ、使用していない他方の切刃を用いることができるので使い勝手がよい。

上面３の長手方向には、下記で説明する高位コーナ切刃５ａおよび切刃６から中央に向かうにつれて一旦低くなった後に隆起する隆起部５１を有するようにチップブレーカが形成されている（図１参照）。これにより、切屑がカールされるか、分断されるので、生成する切屑を良好に排出することができる。

コーナ部５は、一方の対角線上に位置する２つの高位コーナ切刃５ａ，５ａ（高位部）と、該高位コーナ切刃５ａよりインサート本体の厚み方向において低位でありかつ他方の対角線上に位置する２つの低位コーナ部５ｂ，５ｂ（低位部）とを備えている。高位コーナ切刃５ａは、常に切削加工に使用される切刃であり、その曲率半径は、切刃強度と加工形状とのバランスから、通常、０．４〜６．４ｍｍ程度であるのが好ましい。

切刃６のうち、インサート１の長手方向に位置する主切刃６ａは、高位コーナ切刃５ａ側と略同一高さの第１平坦切刃７を備えている。この第１平坦切刃７は、常に切削加工に使用される高位コーナ切刃５ａの強度を保持するためのものであり、切削加工時に被削材が最初に接触するため強度が必要とされ、強度と切刃角度の維持とを両立させる上で、高位コーナ切刃５ａと略同一高さで形成される。

また、主切刃６ａは、低位コーナ部５ｂ側と略同一高さの第２平坦切刃１０を備えている。これにより、切削性がより向上する。また、主切刃６ａの後端部において厚み減少による強度低下を抑制することができ、側面４のホルダ６０への拘束面積を確保することができる。

さらに、主切刃６ａは、第１平坦切刃７と第２平坦切刃１０との間に位置して高位コーナ切刃５ａから低位コーナ部５ｂに向かって漸次高さが低くなる傾斜切刃８を備えている。これにより、インサート１自体にアキシャルレーキが付与されるので、ホルダ６０へのインサート１取付時に、ホルダ６０を減肉して軸方向すくい角を大きく取らなくても、切削性を向上させ切削抵抗の低減を図ることができる。さらに、前記理由から、ホルダ６０へのインサート１取付時の軸方向すくい角を最小限にすることができるので、インサート１の底面２下に位置するホルダ６０の厚みを確保することができ、ホルダ６０の剛性を保つことができる。

ここで、インサート１の各長手方向おける側面４には、該側面４から上面３に亘り主切刃６ａを分断する複数の溝部（ニック）として、溝部９ａ，９ｂ，９ｃが形成されている。これにより、切削加工時における切削抵抗を低減することができる。すなわち、このインサート１を用いて切削加工を行うと、溝部９ａ，９ｂ，９ｃに対応する位置の被削材は切削されないので、この切削しない分だけ切削抵抗を低減することができる。なお、未切削部分については、例えば後述するホルダ６０におけるインサート１の取付位置を調整するか、インサート１と、図５，図６に示すような溝部の個数が４つのインサート２１とを組み合わせる等して切削加工を行えばよい。

溝部９ａ，９ｂ，９ｃは、上面３から下面２に向かって漸次幅が広くなるように形成されている。これにより、主切刃６ａの減肉による強度低下を抑制し、該主切刃６ａの強度を保持することができる。なお、少なくとも最も高位コーナ部５ａ側に位置する溝部９ａが当該構成を備えていることにより、常に切削加工に使用される高位コーナ切刃５ａの強度を保持することができる。

そして、溝部９ａ，９ｂ，９ｃは、最も高位コーナ切刃５ａ側に形成されている溝部９ａ内部の逃げ角よりも、最も低位コーナ部５ｂ側に形成されている溝部９ｃ内部の逃げ角が大きく構成されている（図４（ａ），（ｃ）参照）。これにより、常に切削加工に使用される高位コーナ切刃５ａ付近の減肉による強度低下を抑制し、該高位コーナ切刃５ａの強度を保持することができる。しかも、切削加工時において、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制することができ、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制しつつ切削抵抗を低減することができる。したがって、インサート１は、優れた切削性能を示すことができる。具体的には、溝部９ａ内部の逃げ角よりも、溝部９ｃ内部の逃げ角が１〜５°程度大きいのが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。

溝部内部の逃げ角とは、主切刃６ａからインサート１の内側に入り込んだ面における逃げ角を意味する。具体的には、図１における溝部９ａ，９ｂ，９ｃの補助線Ｌが引かれた位置周辺での逃げ角を指す。前記補助線Ｌは、溝部９ａ，９ｂ，９ｃにおいて、主切刃６ａから最もインサート１の内側に入り込んだ位置における溝部上部と溝部下部とを通る線である。前記逃げ角とは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、被削材１２０表面に対する部９ａ，９ｂ，９ｃの補助線Ｌが引かれた位置周辺の傾きを表す角のことを意味する。

特に、本実施形態では、複数の溝部である溝部９ａ，９ｂ，９ｃは、最も高位コーナ切刃５ａ側に形成されている溝部９ａから、最も低位コーナ部５ｂ側に形成されている溝部９ｃに向かって順次溝部内部の逃げ角が大きくなるように形成されている（図４参照）。これにより、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制することができる。

図３に示すように、インサート１の長手方向における側面４は、第１平坦切刃７とつながる第１逃げ面１１と、傾斜切刃８とつながる第２逃げ面１２と、第２平坦切刃１０とつながる第３逃げ面１３とを備えている。そして、第１逃げ面１１に形成された溝部９ａ内部の逃げ角をａ、第２逃げ面１２に形成された溝部９ｂ内部の逃げ角をｂ、第３逃げ面１３に形成された溝部９ｃ内部の逃げ角をｃとしたとき、前記ａ，ｂおよびｃがａ＜ｂ＜ｃの関係を満足する。この特定の関係を前記ａ，ｂおよびｃが満足することによっても、切削加工時において被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制することができる。

また、第１逃げ面１１および第３逃げ面１３は、略同一平面上に位置する拘束面を備えている。これにより、インサート１をホルダ６０に取り付けた際には、第１逃げ面１１および第３逃げ面１３がホルダ６０に接するための安定面となるので、ホルダ６０への拘束力が高まり、切削加工時の振動の発生をより抑制することができる。なお、本実施形態では、第２逃げ面１２が、第１逃げ面１１および第３逃げ面１３から突出するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１逃げ面１１、第２逃げ面１２および第３逃げ面１３が、それぞれ略同一の逃げ角で構成されていてもよい。

インサート１の長手方向における側面４は、主切刃６ａ側に形成され高位コーナ切刃５ａから低位コーナ部５ｂに向かって漸次逃げ角が大きくなる切刃側逃げ面４ａを備えている（図３参照）。これにより、インサート１自体にアキシャルレーキが確実に付与される。したがって、ホルダ６０へのインサート１取付時のアキシャルレーキを大きく取らなくても、切削性をより向上させ切削抵抗の低減を図ることができる。また、インサート１の底面２下に位置するホルダ６０の肉厚を確実に確保することができるため、ホルダ６０の剛性をより保つことができる。さらに、アキシャルレーキが付加されるか、または刃先が芯高（ラジアルレーキ角が負角）となるようにホルダ６０にインサート１が装着されるような状態においても、インサート１がホルダ６０に取り付けられた状態における逃げ角（実逃げ角）が過大になることなく適正角度で維持されることから、切刃強度を確保することが可能である。

第３逃げ面１３には、高位コーナ切刃５ａから低位コーナ部５ｂに向かって漸次幅が広くなる平面部１４が設けられている（図３参照）。これにより、インサート１に正の軸方向すくい角を付してホルダ６０へ取り付けた際には、インサート１の底面２側の角部と被削材との干渉を抑制することができる。

次に、本発明のインサートにかかる他の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、参照する図５，図６においては、前述した図１〜図４と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態のインサートは、形成される溝部の個数が４つである点で、溝部の個数が３つである上記で説明したインサート１と異なる。すなわち、図５，図６に示すように、本実施形態にかかるインサート２１は、各長手方向おける側面４において、該側面４から上面３に亘り主切刃６ａを分断する複数の溝部として、溝部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄがそれぞれ形成されている。したがって、上記インサート１よりも溝部の個数が多いので、切削加工時における切削抵抗をより低減することができる。

溝部２２ａ〜２２ｄは、最も高位コーナ切刃５ａ側に形成されている溝部２２ａ内部の逃げ角（ラジアルレーキ負角側）よりも、最も低位コーナ部５ｂ側に形成されている溝部２２ｄ内部の逃げ角（ラジアルレーキ正角側）が大きく構成されている。さらに、インサート１の長手方向における側面４は、第１平坦切刃７とつながる第１逃げ面１１と、傾斜切刃８とつながる第２逃げ面１２と、第２平坦切刃１０とつながる第３逃げ面１３とを備えている。そして、第１逃げ面１１に形成された溝部２２ａ内部の逃げ角をａ、第２逃げ面１２に形成された溝部２２ｂ，２２ｃ内部の逃げ角をｂ、第３逃げ面１３に形成された溝部２２ｄ内部の逃げ角をｃとしたとき、前記ａ，ｂおよびｃがａ＜ｂ＜ｃの関係を満足している。したがって、溝部を４つ設ける本実施形態のような構成であっても、上記で説明した一実施形態と同様に、常に切削加工に使用される高位コーナ切刃５ａの強度を保持することができる。しかも、切削加工時において被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制することができ、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制しつつ切削抵抗を低減することができる。したがって、インサート２１は、優れた切削性能を示すことができる。

また、本実施形態においても、溝部２２ａ〜２２ｄは、最も高位コーナ切刃５ａ側に形成されている溝部２２ａから、最も低位コーナ部５ｂ側に形成されている溝部２２ｄに向かって順次溝部内部の逃げ角が大きくなるように形成されている。これにより、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制することができる。

溝部２２ａ〜２２ｄは、上面３から下面２に向かって漸次幅が広くなるように形成されている。これにより、主切刃６ａの強度を保持することができる。
なお、上記した以外の構成は、上記で説明した一実施形態と同様であるので、説明は省略する。

次に、本発明のインサートにかかるさらに他の実施形態について図面を参照して詳細に説明するなお、参照する図７においては、前述した図１〜図６と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態のインサートは、切刃側逃げ面４ａから底面２に亘る側面において、第１逃げ面１１、第２逃げ面１２および第３逃げ面１３が形成されていない点で、これらの逃げ面が形成されている上記で説明したインサート２１と異なる。すなわち、図７に示すように、本実施形態にかかるインサート３０は、切刃側逃げ面４ａから底面２に亘る側面４ｂが、高位コーナ切刃５ａから低位コーナ部５ｂに向かって漸次逃げ角が変化する逃げ面１５で構成されている。これにより、側面４ｂを加工する際の工程が簡略化されるので、コストダウンを図ることができる。

そして、溝部２２ａ〜２２ｄは、溝部２２ａ内部の逃げ角よりも、溝部２２ｄ内部の逃げ角が大きく構成されている。したがって、本実施形態のような構成であっても、上記で説明した実施形態と同様に、常に切削加工に使用される高位コーナ切刃５ａの強度を保持することができる。しかも、切削加工時において被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制することができ、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制しつつ切削抵抗を低減することができる。したがって、インサート３０は、優れた切削性能を示すことができる。
なお、上記した以外の構成は、上記で説明した実施形態と同様であるので、説明は省略する。

＜切削工具・切削方法＞
次に、本発明にかかる切削工具および切削方法の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、参照する図８においては、前述した図１〜図７と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図８に示すように、本実施形態にかかる切削工具４０は、前記した溝部の個数が３つであるインサート１と、溝部の個数が２つである以外はインサート１と同様に構成されたインサート３１と、先端外周側に複数のインサート１，３１を着脱自在に取り付けるための切削インサートポケット（以下、ポケットと略す。）６１を複数設けた略円筒状のホルダ６０とを備えたエンドミルである。そして、インサート１，３１を、ホルダ６０のアキシャルレーキがプラスの部分にかかるように配置した構成になっており、ホルダ６０を該ホルダ６０の軸心６２を中心に回転させて、インサート１，３１にて切削加工を行う。

具体的には、図９に示すように、ホルダ６０の先端外周側に設けられているポケット６１は、ホルダ６０の周方向に所定の間隔で、かつホルダ６０の軸心６２方向に複数列で設けられている。そして、上記で説明したインサート１の貫通穴５０に締付けネジを挿通し、該締付けネジの先端側をポケット６１の座面に形成されたネジ穴６３に螺合することにより、複数のインサート１を軸心６２方向に設けられた各ポケット６１に着脱自在に取り付ける。

インサート１の側面４における第１逃げ面１１，第３逃げ面１３は略同一平面上に位置する拘束面が形成されているので、第１逃げ面１１，第３逃げ面１３に当接するポケット６１の横当接面６４，６５も略同一平面で構成することができる。したがって、ポケット６１を高い精度で加工することができるので、インサート１を高い取付精度と、高い拘束力とで取り付けることができ、切削加工時の振動の発生をより抑制することができる。

また、インサート１の側面４における第２逃げ面１２は、ポケット６１の横当接面６４，６５の間に形成された切欠き部６６に収納され、インサート１の切刃側逃げ面４ａは、ポケット６１の横当接面６４，６５の上部に形成された逃がし部６７に収納される。これにより、インサート１をポケット６１に取り付けた際には、切削に関与しない一方の主切刃６ａは、ホルダ６０に接触しない状態になる。

ここで、インサート１は、ホルダ６０の先端から離れるにつれてアキシャルレーキを有するようにホルダ６０に取り付けられている。そして、インサート１の溝部９ａ，９ｂ，９ｃのうち、ホルダ６０の先端側に位置する溝部９ａを第１の溝部とし、該第１の溝部よりも後端側に位置する溝部９ｂ（または溝部９ｃ）を第２の溝部としたとき、前記第２の溝部内における逃げ角は、前記第１の溝部内における逃げ角よりも大きい。

そして、インサート１は、高位コーナ切刃５ａのラジアルレーキがマイナス部分に、低位コーナ部５ｂのラジアルレーキがプラスの部分にそれぞれかかるようにホルダ６０に配置されている。

さらに、インサート１は、切削工具４０を回転させて被削材に接触させる時に、第１平坦切刃７が最初に被削材と接触するようにホルダ６０に取り付けられている。このような特定の配置でインサート１がホルダ６０に取り付けられることによって、インサート１が有する前記した効果を発揮させることが可能になる。

一方、インサート３１は、インサート１で切削加工を行った際に生じる未切削部分（すなわち溝部９ａ，９ｂ，９ｃに対応する位置）にインサート３１の切刃が位置するように取り付けられる以外は、インサート１と同様にして、複数のインサート３１を軸心６２方向に設けられた各ポケット６１に着脱自在に取り付けられる。

このようにしてインサート１，３１を各ポケット６１に取り付けることにより、図８に示す構成の切削工具４０とすることができる。この切削工具４０は、溝部の個数が異なるインサート１，３１を組み合わせた構成となっているので、切削加工を効率よく行うことができる。すなわち、溝部の個数が３つであるインサート１は、溝部の個数が２つであるインサート３１よりも切削抵抗は低くいが、未切削部分がインサート３１よりも多く生じる。この未切削部分をインサート３１が切削するので、切削抵抗を低減させながら効率よく切削加工を行うことができる。

上記した切削工具４０を用いて切削加工を行うには、ホルダ６０を該ホルダ６０の軸心６２を中心に回転させた状態で、インサート１，３１の切刃を被削材（切削加工される金属ワーク等）の側面に当接させながら、ホルダ６０を被削材に対して側面方向または深さ方向へ送ることによって所望の形状に被削材を切削加工することができる。

具体的には、この切削工具４０を用いる被削材の切削方法は、近接工程、切削工程および離間工程を備える。すなわち近接工程では、図１０（ａ）に示すように、被削材１２０に切削工具４０を相対的に近づける（図１０（ａ）中の矢印i方向）。切削工程では、図１０（ｂ）に示すように、切削工具４０を回転させ、切削工具４０の切刃を被削材１２０の表面に接触させて、切削工具４０を矢印ii方向に送りながら被削材１２０を切削する。離間工程では、図１０（ｃ）に示すように、被削材１２０と切削工具４０とを相対的に遠ざける（図１０（ｃ）中の矢印iii方向）。

ここで、インサート１，３１は、所定の複数の溝部が形成されている。また、最も高位コーナ切刃側に形成されている溝部内部の逃げ角よりも、最も低位コーナ部側に形成されている溝部内部の逃げ角が大きく、前記した第１逃げ面１１に形成された溝部内部の逃げ角ａ、第２逃げ面１２に形成された溝部内部の逃げ角ｂ、第３逃げ面１３に形成された溝部内部の逃げ角ｃがａ＜ｂ＜ｃの関係を満足しているので、切削加工時において、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制しつつ切削抵抗を低減することができる。したがって、このようなインサート１，３１を、高位コーナ切刃のアキシャルレーキがマイナス部分に、低位コーナ部のアキシャルレーキがプラスの部分にかかるようにホルダ６０に配置した切削工具４０は、被削材の切残し部分が溝部と干渉することによる振動の発生を抑制しつつ切削抵抗を低減することができ、長期に亘り優れた切削性能を示すことができる。

なお、前記近接工程において、切刃と被削材１２０とは相対的に近づけばよく、例えば被削材１２０を切削工具４０に近づけてもよい。これと同様に、前記離間工程において、被削材１２０と切削工具４０とは相対的に遠ざかればよく、例えば被削材１２０を切削工具４０から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具４０を回転させた状態を保持して、被削材１２０の異なる箇所に切削工具４０の切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している切刃が摩耗した際には、インサート１，３１を貫通穴５０の中心軸に対して１８０度回転させ、使用していない切刃を用いればよい。

以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。例えば、前記した各実施形態にインサートは、いずれも傾斜切刃８を備えている場合について説明したが、本発明にかかるインサートは、上面と側面との稜線に形成された切刃を備え、前記側面は、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する複数の溝部を備えており、各溝部内における逃げ角が前記切刃の一端から他端に向けて大きくなるように形成されていればよい。これにより、切削抵抗が小さく、切削性能に優れるという効果を達成することができる。したがって、本発明にかかるインサートは傾斜切刃を備えていなくてもよく、例えば切刃が下面と略平行になるように構成されていてもよい。

また、溝部の個数が２〜４つのインサートについて説明したが、本発明にかかる溝部の個数はこれに限定されるものではなく、インサートの強度を低下させず、かつ切削抵抗を低減する上で、通常、２〜６つ程度、好ましくは２〜４つの範囲で任意に選定すればよい。

前記した各実施形態にかかる溝部は略同形状で構成され、インサートの長手方向に略等間隔で形成されているが、用途に応じて溝部の形状や形成する間隔を異ならせてもよい。具体例を挙げると、前記した一実施形態にかかるインサート１では、溝部９ａ，９ｂ，９ｃのうち溝部９ａ，９ｂは、上面３から底面２に亘り形成されているが、本発明にかかる溝部は、側面４から上面３に亘り主切刃６ａを分断するような形状であればよい。したがって、溝部９ａを例えば図１１に示す溝部９ａ’のような形状に構成してもよい。

前記した各実施形態では、上面視が略平行四辺形のインサートについて説明したが、本発明にかかるインサートの形状はこれに限定されるものではなく、例えば略三角形状、略五角形状等の多角形であってもよい。インサートのホルダへの取り付けは、インサートをホルダのポケットにネジ止めするクランプ方式について説明したが、例えばクランプオン方式、レバーロック方式等を採用してもよい。

前記した切削工具４０では、溝部の個数が異なるインサートを組み合わせて構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、溝部の個数が同一のインサートで切削工具を構成してもよい。

Claims (12)

1. 上面と側面との稜線に形成された切刃と、
   前記稜線の一端に位置する高位部と、
   該高位部よりインサートの厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部と、を備えており、
   前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、
   前記低位部側と略同一高さの第２平坦切刃と、
   前記第１平坦切刃と第２平坦切刃との間に位置して前記高位部から前記低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃と、を備え、
   前記側面は、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する複数の溝部と、前記第１平坦切刃とつながる第１逃げ面と、前記傾斜切刃とつながる第２逃げ面と、前記第２平坦切刃とつながる第３逃げ面と、を備えており、
   各溝部内における逃げ角が、前記切刃の一端から他端に向けて大きくなるように形成されていると共に、
   前記第１逃げ面および第３逃げ面は略同一平面上に位置する拘束面を備えており、かつ前記第２逃げ面が前記第１逃げ面および第３逃げ面から突出していることを特徴とする切削インサート。
2. 前記複数の溝部のうち、最も切刃の一端側に形成されている溝部は、前記切削インサートの上面から下面に向かって幅が広くなるように形成されている請求項１記載の切削インサート。
3. 請求項１または２記載の切削インサートを工具ホルダに取り付けた切削工具であって、
   前記切削インサートは、前記工具ホルダの先端から離れるにつれてアキシャルレーキを有するように工具ホルダに取り付けられていると共に、
   前記切削インサートの複数の溝部のうち、前記工具ホルダの先端側に位置する溝部を第１の溝部とし、該第１の溝部よりも後端側に位置する溝部を第２の溝部としたとき、前記第２の溝部内における逃げ角は、前記第１の溝部内における逃げ角よりも大きいことを特徴とする切削工具。
4. 上面と複数の側面とを有するインサート本体と、
   前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、
   前記稜線の一端に位置する高位部と、
   該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部と、を備え、
   前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、
   前記低位部側と略同一高さの第２平坦切刃と、
   前記第１平坦切刃と第２平坦切刃との間に位置して前記高位部から前記低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃と、を備え、
   前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する複数の溝部が形成されており、
   前記複数の溝部は、最も高位部側に形成されている溝部内部の逃げ角よりも、最も低位部側に形成されている溝部内部の逃げ角が大きく、
   前記側面は、前記第１平坦切刃とつながる第１逃げ面と、前記傾斜切刃とつながる第２逃げ面と、前記第２平坦切刃とつながる第３逃げ面と、を備え、
   前記第１逃げ面および第３逃げ面は略同一平面上に位置する拘束面を備えており、かつ前記第２逃げ面が前記第１逃げ面および第３逃げ面から突出していることを特徴とする切削インサート。
5. 前記複数の溝部は、最も高位部側に形成されている溝部から最も低位部側に形成されている溝部に向かって溝部内部の逃げ角が大きくなるように形成されている請求項４記載の切削インサート。
6. 前記複数の溝部のうち、少なくとも最も高位部側に形成されている溝部は、前記切削インサートの上面から下面に向かって幅が広くなるように形成されている請求項４または５記載の切削インサート。
7. 上面と複数の側面とを有するインサート本体と、
   前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、
   前記稜線の一端に位置する高位部と、
   該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部と、を備え、
   前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、
   前記低位部側と略同一高さの第２平坦切刃と、
   前記第１平坦切刃と第２平坦切刃との間に位置して前記高位部から前記低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃と、を備え、
   前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する複数の溝部が形成されていると共に、
   前記側面は、前記第１平坦切刃とつながる第１逃げ面と、前記傾斜切刃とつながる第２逃げ面と、前記第２平坦切刃とつながる第３逃げ面とを備えており、
   前記第１逃げ面に形成された溝部内部の逃げ角をａ、前記第２逃げ面に形成された溝部内部の逃げ角をｂ、前記第３逃げ面に形成された溝部内部の逃げ角をｃとしたとき、前記ａ，ｂおよびｃがａ＜ｂ＜ｃの関係を満足し、
   前記第１逃げ面および第３逃げ面は略同一平面上に位置する拘束面を備えており、かつ前記第２逃げ面が前記第１逃げ面および第３逃げ面から突出していることを特徴とする切削インサート。
8. 前記複数の溝部のうち、最も高位部側に形成されている溝部は、前記切削インサートの上面から下面に向かって幅が広くなるように形成されている請求項７記載の切削インサート。
9. 前記側面は、前記切刃側に形成され前記高位部から前記低位部に向かって逃げ角が大きくなる切刃側逃げ面を備えている請求項４〜８のいずれかに記載の切削インサート。
10. 請求項４〜９のいずれかに記載の切削インサートを、前記高位部のラジアルレーキがマイナス部分に、前記低位部のラジアルレーキがプラスの部分にそれぞれかかるように工具ホルダに配置したことを特徴とする切削工具。
11. 請求項４〜９のいずれかに記載の切削インサートを工具ホルダの先端外周側に複数取り付けた切削工具であって、
    前記切削インサートは、切削加工時に、各切削インサートにおいて前記第１平坦切刃が最初に被削材と接触するように工具ホルダに取り付けられていることを特徴とする切削工具。
12. 請求項１０または１１記載の切削工具を用いて被削材を切削する切削方法であって、
    前記被削材に前記切削工具を相対的に近づける近接工程と、
    前記切削工具を回転させ、前記切削工具の切刃を前記被削材の表面に接触させて、該被削材を切削する切削工程と、
    前記被削材と前記切削工具とを相対的に遠ざける離間工程とを、備えることを特徴とする切削方法。

Images